JP5834806B2 - 円筒状ガスケット及びその製造方法並びに該円筒状ガスケットを使用した差し込み型排気管継手 - Google Patents
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Description
耐熱材に用いる黒鉛粉末は、鱗状黒鉛、土状黒鉛、鱗片状黒鉛及び塊状黒鉛のうちの少なくとも一つからなる天然黒鉛粉末、人造黒鉛粉末及び膨張黒鉛粉末のうちの少なくとも一つから選択される。
上記黒鉛粉末同士の接合と同時に黒鉛粉末を補強材となる帯状金網及びその網目に保持する無機バインダーとしては、リン酸二水素アルミニウム、リン酸水素アルミニウム、リン酸二水素マグネシウム、リン酸水素マグネシウム、リン酸二水素カルシウム、リン酸水素カルシウム及びリン酸のうちの少なくとも一つが選択されて使用される。
補強材となる金網には、鉄系としてオーステナイト系のSUS304、SUS310S、SUS316、フェライト系のSUS430などのステンレス鋼線、鉄線(JISG3532)もしくは亜鉛メッキ鋼線(JISG3547)又は銅系として銅−ニッケル合金(白銅)線、銅−ニッケル−亜鉛合金(洋白)線、黄銅線、ベリリウム銅線からなる金属細線を一本又は二本以上を使用して編んで形成される編組金網、平板状の編組金網、特に円筒状編組金網からなる筒状金網が使用されて好適である。
黒鉛粉末として、天然黒鉛、人造黒鉛、膨張黒鉛及び膨張黒鉛シートを粉砕した膨張黒鉛粉末、天然黒鉛粉末及び人造黒鉛粉末のうちの少なくとも一つを準備し、これにリン酸二水素アルミニウム、リン酸水素アルミニウム、リン酸二水素マグネシウム、リン酸水素マグネシウム、リン酸二水素カルシウム、リン酸水素カルシウム及びリン酸のうちの少なくとも一つから選択された無機バインダーと蒸留水とを所定量の割合で配合してこれらを混練して黒鉛粉末、無機バインダー及び蒸留水からなる湿潤性を有する耐熱材粉末1を作製する。この湿潤性を有する耐熱材粉末1に含有される黒鉛粉末と無機バインダーと蒸留水との質量比は、1:0.1〜1:0.1〜1であることが好ましい。
図3に示すように、線径が0.05〜0.50mmの金属細線を編み機(図示せず)で連続的に編んで得られる網目の目幅が縦0.25〜6mm、横1.5〜5mm程度(図4参照)の円筒状編組金網からなる筒状金網2を準備し、筒状金網2を一対のローラ3及び4間に通して径方向に圧縮して所望の幅の帯状金網5を作製する。
所望の長さに切断したロール状に巻き取った複合帯状素材12aの作製後、複合帯状素材12aを乾燥炉において乾燥し、複合帯状素材12aにおける耐熱材粉末1から水分を蒸発逸散させて除去した後、複合帯状素材12aを所望の長さに切断して、帯状金網5の網目に耐熱材粉末1が充填保持された複合帯状材12を作製し、この複合帯状材12を図6及び図7に示すように、芯金(図示せず)の回りに少なくとも2周、実施例では3周、うず巻状に捲回して筒状母材15を作製する。
黒鉛粉末として、密度1.2Mg/m3であって、厚さが0.4mmの膨張黒鉛シートを裁断し、粉砕して作製した膨張黒鉛粉末を使用した。
)を7本使用して網目の目幅が縦2.0mm、横1.5mm程度の円筒状編組金網を作製し、これを一対のローラ間に通して補強材用の帯状金網とした。
黒鉛粉末として、前記実施例1と同様の膨張黒鉛粉末を使用し、無機バインダーとして、リン酸二水素カルシウム(第一リン酸カルシウム)〔Ca(H2PO4)2〕を使用し、膨張黒鉛粉末とリン酸二水素カルシウムと蒸留水とを1:0.25:0.75の質量比で配合し、混練して湿潤性を有する耐熱材粉末を作製した。
黒鉛粉末として、前記実施例1と同様の膨張黒鉛粉末を使用し、無機バインダーとして、リン酸水素マグネシウム(第二リン酸マグネシウム)(MgHPO4)を使用し、膨張黒鉛粉末とリン酸水素マグネシウムと蒸留水とを1:0.5:0.5の質量比で配合し、これらを混練して湿潤性を有する耐熱材粉末を作製した。
黒鉛粉末として、鱗片状の天然黒鉛粉末を使用し、無機バインダーとして、リン酸(H3PO4:75%水溶液)を使用し、天然黒鉛粉末とリン酸とを1:0.2の質量比で配合し、混練して湿潤性を有する耐熱材粉末を作製した。
)を2本使用して網目の目幅が縦3.0mm、横2.0mm程度の円筒状編組金網を作製し、これを一対のローラ間に通して補強材用の帯状金網とした。
密度が1.2Mg/m3であって、厚さが0.4mmの幅75mm、長さ257mmの寸法に切断した耐熱材用の膨張黒鉛シートを準備した。
)を1本使用して網目の目幅が縦4.0mm、横3.0mm程度の円筒状編組金網を作製し、これを一対のローラ間に通して帯状金網とし、該帯状金網を幅68mm、長さ257mmの寸法に切断し、これを補強材用の帯状金網とした。
<試験条件>
締結バンドによる締付け力:12N・m
加振角度:±0.5°(内管固定)
加振周波数(揺動速度):50Hz
温度(図9に示す内管の外表面温度):室温(25℃)〜500℃
試験時間:24時間
室温(25℃)において50Hzの加振周波数で±0.5°の揺動運動を継続しながら1時間で500℃の温度まで昇温し、その温度を22時間保持した状態で揺動運動を継続し、22時間経過後、1時間で室温まで降温し、室温(試験開始前)でのガス漏れ量と試験時間24時間経過後のガス漏れ量を測定した。
図9に示す差し込み型排気管継手の外管の開口部を閉塞し、内管側から、30kPaの圧力で乾燥空気を流入し、継手部分(内管と外管との間の隙間)からのガス漏れ量を流量計にて、(1)試験初期(試験開始前)及び(2)24時間の試験経過後の2回測定した。
2 筒状金網
5 帯状金網
15 筒状母材
17 キャビティ
18 段付きコア
19 中空円筒部
20 金型
21 パンチ
27 円筒状ガスケット
70 補強材
71 耐熱材
Claims (11)
- 差し込み型排気管継手に用いられる円筒状ガスケットであって、圧縮された金網からなると補強材と、該補強材の金網の網目に充填されていると共に圧縮された黒鉛及び無機バインダーを含有した耐熱材と、当該補強材及び耐熱材に分散されて配された気孔とを具備しており、当該補強材と耐熱材とが互いに絡み合って構造的一体性を有しており、円筒状ガスケット全体の体積に対して、該補強材は、32〜60%の体積を、耐熱材は、5〜58%の体積を、そして、気孔は、10〜35%の体積を夫々占めていることを特徴とする円筒状ガスケット。
- 黒鉛は、膨張黒鉛、天然黒鉛及び人造黒鉛のうちの少なくとも一つから選択されている請求項1に記載の円筒状ガスケット。
- 無機バインダーは、リン酸二水素アルミニウム、リン酸水素アルミニウム、リン酸二水素マグネシウム、リン酸水素マグネシウム、リン酸二水素カルシウム、リン酸水素カルシウム及びリン酸のうちの少なくとも一つから選択されている請求項1又は2に記載の円筒状ガスケット。
- 黒鉛と無機バインダーとの質量比は、1:0.1〜1である請求項1から3のいずれか一項に記載の円筒状ガスケット。
- 補強材は、円筒状の内周面から円筒状の外周面にかけて径方向に密に含有されている請求項1から4のいずれか一項に記載の円筒状ガスケット。
- (1)黒鉛粉末と無機バインダーと蒸留水とを所定量の割合で配合してこれらを混練して湿潤性を有すると共に黒鉛粉末及び無機バインダーを含有した耐熱材粉末を作製する工程と、
(2)金属細線を編んで得られた筒状金網を一対のローラ間に通して径方向に圧縮して帯状金網を作製する工程と、
(3)帯状金網の両面に前記耐熱材粉末を供給すると共にロール間で耐熱材粉末を圧延して帯状金網の網目に耐熱材粉末を充填した後、帯状金網の網目に充填された耐熱材粉末を乾燥して当該耐熱材粉末中の水分を除去し、該帯状金網の網目に耐熱材粉末が充填保持された複合帯状材を作製する工程と、
(4)複合帯状材を円筒状に少なくとも2周捲回して筒状母材を作製する工程と、
(5)該筒状母材を金型の円筒状中空部に挿入すると共に該金型内において該筒状母材をその軸方向に圧縮成形する工程と、
を具備しており、差し込み型排気管継手に用いられる円筒状ガスケットであって、圧縮された前記帯状金網からなる補強材と、該補強材の帯状金網の網目に充填されていると共に圧縮された前記黒鉛粉末及び無機バインダーを含有した耐熱材と、補強材及び耐熱材に分散されて配された気孔とを具備しており、当該補強材と耐熱材とが互いに絡み合って構造的一体性を有しており、円筒状ガスケット全体の体積に対して、該補強材は、32〜60%の体積を、耐熱材は、5〜58%の体積を、そして、気孔は、10〜35%の体積を夫々占めていることを特徴とする円筒状ガスケットの製造方法。 - 黒鉛粉末は、膨張黒鉛粉末、天然黒鉛粉末及び人造黒鉛粉末のうちの少なくとも一つから選択される請求項6に記載の円筒状ガスケットの製造方法。
- 膨張黒鉛粉末は、膨張黒鉛シートを裁断、粉砕して形成された粉末である請求項7に記載の円筒状ガスケットの製造方法。
- 無機バインダーは、リン酸二水素アルミニウム、リン酸水素アルミニウム、リン酸二水素マグネシウム、リン酸水素マグネシウム、リン酸二水素カルシウム、リン酸水素カルシウム及びリン酸のうちの少なくとも一つから選択される請求項6から8のいずれか一項に記載の円筒状ガスケットの製造方法。
- 耐熱材粉末に含有される黒鉛粉末と無機バインダーと蒸留水との質量比は、1:0.1〜1:0.1〜1である請求項6から9のいずれか一項に記載の円筒状ガスケットの製造方法。
- 管端部、当該管端部に環状肩部を介して拡径して設けられた拡径円筒部、当該拡径円筒部の軸方向の一方の端部に設けられた開口端部、当該開口端部の外周面に径方向外方に伸びて設けられたフランジ部、該拡径円筒部及びフランジ部に該開口端部の環状端面から軸方向に沿いかつ円周方向に等配されて設けられた複数個のスリットを夫々備えた外管と、当該外管の拡径円筒部の内部を通ると共に一端部で外管の管端部に嵌合された管端部、当該管端部の他端部の外周面に立設されたフランジを備えた内管と、該内管の管端部の円筒外面と外管の拡径円筒部の円筒内面との間の環状隙間に嵌合された請求項1から5のいずれか一項に記載の円筒状ガスケットと、締結により、外管の拡径円筒部の円筒内面を円筒状ガスケットの円筒状の外周面に押し付け、この押し付けを介して円筒状ガスケットの円筒状の内周面を内管の管端部の円筒外面に押し付けるべく、外管の拡径円筒部の円筒外面に配された締結バンドとを具備しており、該円筒状ガスケットは、環状隙間において、軸方向の一方の端部の環状の端面が内管のフランジに当接して配されている差し込み型排気管継手。
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